Проведен анализ данных по перевозке грузов железнодорожным транспортом за 2021-2024 годы.
Введение 5
1 Анализ развития железнодорожного транспорта 7
1.1 Современное состояние и перспективы развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации 7
1.2 Организация и технологические аспекты коммерческого осмотра подвижного состава 21
2 Анализ технических средств, используемых для проведения коммерческого осмотра 32
2.1 История развития систем коммерческого осмотра 32
2.2 Обзор существующих программно-технических средств коммерческого осмотра38
2.2.1 АСКО ПВ 38
2.2.2 Описание комплекса ППСС НИИАС 40
2.2.3 Программно-аппаратный комплекс DUOS RIP 51
2.3 Слабые места (Недостатки) системы АСКО ПВ 56
2.4 Перспективы развития и внедрения новых технологий 60
3 Использование искусственного интеллекта для совершенствования работы АСКО ПВ 66
3.1 История возникновения и развития искусственного интеллекта 66
3.2 Применение машинного зрения 68
3.2.1 Обзор методов искусственного интеллекта 68
3.2.2 Машинное зрение 71
3.2.3 Проектировка модели на базе ИИ 75
3.3 Эффективность предложений 90
Заключение 95
Список использованных источников 96
Железнодорожный транспорт всегда оставался одним из самых востребованных видов транспорта благодаря своей безопасности и надёжности. С целью сохранения лидирующего положения на рынке перевозок, железнодорожный транспорт должен отвечать постоянно возрастающим требованиям клиентов.
Постоянное возрастание грузопотока и повышения интенсивности движения предъявляют всё более высокие требования к качеству и скорости выполняемой работы. Это касается коммерческой работы. От качества проведённого коммерческого осмотра зависит безопасность груза в пути следования, в пунктах погрузки и выгрузки, сохранность его потребительских качеств, безопасность движения поездов и условия труда работников. Скорость выполнения коммерческих операций также косвенно влияет на скорость движения грузовых и пассажирских поездов, способно снизить вредоносное воздействие на экологию.
Непрерывное увеличение объёмов работы вызывает необходимость модернизировать имеющие технические средства. Разрабатываемые технические средства должны обеспечивать: высокую надёжность, малое время реагирования, отказоустойчивость, локальность и независимость.
В ответ на всё более возрастающие требования клиентов всё больше транспортных компаний прибегают к использованию цифровых технологий. Этот процесс называется цифровизацией. На сегодняшний день при производстве товаров и услуг применяется обширный спектр цифровых технологий, таких как роботы, чат-боты, облачные технологии, блок-чейн, интернет вещей, искусственный интеллект и прочие.
Одним из инструментов, способных серьёзным образом повлиять на производственные процессы предприятия в последние десятилетия стал искусственный интеллект (ИИ). Ключом к такому быстрому и обширному применению данной технологии стало развитие сети Интернет, благодаря которому появилась возможность сбора и накопления большого объёма информации для обучения нейронных сетей. Применение данной технологии позволяет автоматизировать и ускорить производственные процессы, обеспечить наилучшее планирование и контроль качества производимой продукции или оказываемых услуг, а также повысить охрану труда работников.
Объектом исследования является существующая система автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов (АСКО ПВ).
Целью выполнения данной работы является исследование повышения эффективности работы автоматизированной системы коммерческого осмотра поездов и вагонов (АСКО ПВ) при помощи искусственного интеллекта.
Практическая значимость выполненной работы является уменьшение времени, необходимого на производство коммерческого осмотра, повышение надёжности выявления неисправностей вагонов, оптимизация работы сотрудников пункта коммерческого осмотра, сокращение непроизводительных простоев и связанных с ними материальных издержек.
В заключении дипломной работы, посвящённой использованию технологий искусственного интеллекта для совершенствования работы Автоматизированной системы коммерческого осмотра поездов и вагонов, можно отметить, что проведённые исследования и практические эксперименты подтвердили высокую эффективность внедрения ИИ в процессы диагностики и контроля технического состояния подвижного состава. Применение современных методов машинного обучения и компьютерного зрения позволило значительно повысить точность выявления дефектов, снизить влияние человеческого фактора и ускорить процесс осмотра.
В ходе работы были рассмотрены основные архитектуры нейронных сетей, применяемых для анализа изображений и обработки больших массивов данных, а также разработаны рекомендации по интеграции ИИ-модулей в существующие автоматизированные системы. Проведённый анализ показал, что использование искусственного интеллекта способствует не только повышению безопасности движения поездов за счёт своевременного обнаружения неисправностей, но и оптимизации эксплуатационных расходов железнодорожных предприятий.
Таким образом, внедрение технологий искусственного интеллекта в автоматизированные системы коммерческого осмотра открывает новые перспективы для развития железнодорожной отрасли, обеспечивая более высокий уровень автоматизации, надёжности и эффективности контроля технического состояния поездов и вагонов. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейших исследований и практической реализации инновационных решений в сфере железнодорожного транспорта.
1 Воробьёв Э. В., Павлов В. Е., Соловьёва А. М. Железные дороги в России [Электронный ресурс] // Большая российская энциклопедия. – Опубл. 5 дек. 2023 г. – Режим доступа: https://bigenc.ru/c/zheleznye-dorogi-v-rossii-a5ad50 (дата обращения: 19.05.2025).
2 ОАО «Российские железные дороги». Официальный сайт [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rzd.ru. – Свободный доступ. – (дата обращения: 15.05.2025).
3 Открытие железнодорожных станций в 2024 году [Электронный ресурс] // Федеральное агентство железнодорожного транспорта (Росжелдор). – Режим доступа: https://rlw.gov.ru/news/document/24570 (дата обращения: 15.05.2025).
4 В 2024 году открыто 240 железнодорожных станций для выполнения грузовых и пассажирских операций [Электронный ресурс] // Транспорт России. – Режим доступа: https://transportrussia.ru/razdely/zheleznodorozhnyj-transport/12110-v-2024-godu-otkryto-240-zheleznodorozhnykh-stantsij-dlya-vypolneniya-gruzovykh-i-passazhirskikh-operatsij.html (дата обращения: 13.05.2025).
5 Железнодорожная инфраструктура России [Электронный ресурс] // Федеральное агентство железнодорожного транспорта (Росжелдор). – Режим доступа: https://rlw.gov.ru/zhd_infratructure (дата обращения: 23.05.2025).
6 Транспорт в России. 2024: статистический сборник [Электронный ресурс] / Федеральная служба государственной статистики (Росстат). – Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Transport_2024.htm (дата обращения: 17.05.2025).
7 Определение из п.2.14. «Методики технического нормирования, учёта рабочего парка и времени оборота грузового вагона на инфраструктуре общего пользования» (утв. распоряжением ОАО "РЖД" от 18.08.2015 г. № 2075-р),
8 Доклад о работе железнодорожного транспорта в 2023 году [Электронный ресурс]. – М.: Совет по железнодорожному транспорту государств – участников Содружества, 2024. – 103 с. – Режим доступа: https://www.railsovet.ru/upload/iblock/d0c/9b2tx6i2zwcb4u7x8lsvwuojqs6qh1rd.pdf (дата обращения: 13.05.2025).
9 О перспективах развития железнодорожного транспорта: постановление Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации от 12 апреля 2023 г. № 156-СФ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.council.gov.ru/activity/documents/144219/ (дата обращения: 12.05.2025).
10 Тенденции в сфере железнодорожных грузоперевозок на 2025 год [Электронный ресурс] // RailContinent.ru. – 2023. – URL: https://www.railcontinent.ru/articles/tendentsii-v-sfere-zheleznodorozhnykh-gruzoperevozok-na-2025-god/ (дата обращения: 08.05.2025).
11 Распоряжение ОАО "РЖД" от 31.12.2019 N 3116/р (ред. от 28.12.2023) "Об утверждении Единого типового технологического процесса коммерческого осмотра вагонов и поездов на железнодорожных станциях"
12 По рельсам цифровой трансформации [Электронный ресурс] // TransportRussia.ru: официальный сайт. – 2024. – URL: https://transportrussia.ru/razdely/it-tekhnologii/11165-po-relsam-tsifrovoj-transformatsii.html (дата обращения: 05.05.2025).
13 Савчук В. Перевозки на сети РЖД в 2024 году: тенденции временные VS постоянные? Прогноз на 2025-й / В. Савчук // XXII Междунар. конф. «Рынок транспортных услуг: взаимодействие и партнёрство». – М.: ИПЕМ, 2024. – 26 с. – Дата выступления: 12.12.2024.
14 Елетина В. Сценарии развития ж/д перевозок на фоне геополитики. Инфографика // РБК. – 2024. – 19 февр. – URL: https://www.rbc.ru/business/19/02/2024/65cf52119a79477fb39a5985 (дата обращения: 30.04.2025).
15 Обзор работы грузового железнодорожного транспорта за 12 месяцев 2024 года // Совет по железнодорожному транспорту государств-участников СНГ. – М.: ИП ООО «ЦИПС», 2025. – 86 с. – Режим доступа: https://www.railsovet.ru/upload/iblock/96d/s12g1snqlot94ejxaq7aqay27x2wm7hy.pdf (дата обращения: 18.05.2025).
16 Миндигулова А. А. Феномен искусственного интеллекта: история возникновения и развития // Социология. – 2023. – № 5. – С. 235–244. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/fenomen-iskusstvennogo-intellekta-istoriya-vozniknoveniya-i-razvitiya/viewer (дата обращения: 13.05.2025).
17 Миндигулова А. А. Этика и искусственный интеллект: проблемы и противоречия // Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. – 2022. – № 3. – С. 146–150.
18 Есенин Р. А. Психологические вызовы цифровой реальности: искусственный интеллект сегодня и в перспективе // Профессиональное образование и рынок труда. – 2023. – Т. 11, № 2 (53). – С. 121–128. – DOI: 10.52944/PORT.2023.53.2.009.
19 Ultralytics Inc. Лицензионное соглашение на корпоративное программное обеспечение [Электронный ресурс]. – URL: https://www.ultralytics.com/ru/legal/enterprise-software-license (дата обращения: 01.05.2025).
20 Белова Л. Методы искусственного интеллекта: особенности каждого подхода // Информатика. – 2023. – 17 ноября. – URL: https://mitm.institute/journal--informatika--metody-iskusstvennogo-intellekta-osobennosti-kazhdogo-podhoda (дата обращения:11.05.2025).
21 Чаусов М. Что такое машинное зрение и как его можно использовать? [Электронный ресурс] // Блог компании «Пром-Макт». – 2024. – 31 декабря. – URL: https://prom-mact.ru/blog/o-nashikh-tovarakh/chto-takoe-mashinnoe-zrenie-i-kak-ego-mozhno-ispolzovat-mch-PAoo-1/ (дата обращения: 23.05.2025).
22 Зачем нужны системы машинного зрения? [Электронный ресурс] // VisionMachines. – URL: https://visionmachines.ru/articles/s_chego_nachat/zachem_nuzhny_sistemy_mashinnogo_zreniya/ (дата обращения: 11.05.2025).
23 Boesch G. YOLOv7: A Powerful Object Detection Algorithm [Электронный ресурс] // Viso.ai. – 2023. – 21 ноября. – URL: https://viso.ai/deep-learning/yolov7-guide/ (дата обращения: 30.04.2025).
24 Гинсбург И. Распознавание объектов с помощью YOLO v3 на TensorFlow 2.0 [Электронный ресурс] // Proglib.io. – 2020. – 8 ноября. – URL: https://proglib.io/p/raspoznavanie-obektov-s-pomoshchyu-yolo-v3-na-tensorflow-2-0-2020-11-08 (дата обращения: 14.05.2025).
25 AbellAI. Как работает Object Tracking на YOLO и DeepSort [Электронный ресурс] // Habr. – 2020. – 9 августа. – URL: https://habr.com/ru/articles/514450/ (дата обращения: 21.05.2025).
26 DataSecrets. История YOLO – самой известной архитектуры компьютерного зрения [Электронный ресурс] // Habr. – 2024. – 11 декабря. – URL: https://habr.com/ru/articles/865834/ (дата обращения: 11.05.2025).
27 Лукашевич М. М. Цифровая обработка изображений и распознавание образов : пособие / М. М. Лукашевич. – Минск : БГУИР, 2023. – 72 с.
28 Бурень М. Н. Обзор возможностей YOLO v8 в рамках решения задачи распознавания изображений // 60-я юбилейная научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов БГУИР. – Минск : БГУИР, 2023. – С. 28–29. – URL: https://libeldoc.bsuir.by/bitstream/123456789/56968/1/Buren_Obzor_vozmozhnostej.pdf (дата обращения: 05.05.2025).
29 Хусаинов Р. М., Талипов Н. Г., Катасёв А. С., Шалаева Д. В. Интеллектуальная система анализа транспортных потоков в автоматизированных системах управления дорожным движением // Программные продукты и системы. – 2024. – № 1. – С. 69–76. – DOI: 10.15827/0236-235X.145.069-076. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/intellektualnaya-sistema-analiza-transportnyh-potokov-v-avtomatizirovannyh-sistemah-upravleniya-dorozhnym-dvizheniem/viewer (дата обращения: 12.05.2025).
30 Интеллектуальная система анализа транспортных потоков в автоматизированных системах управления дорожным движением [Электронный ресурс] // Официальный сайт Усть-Таркского района Новосибирской области. – URL: https://ust-tarka.nso.ru/news/9096 (дата обращения: 11.05.2025).
31 McKinsey Global Institute. The state of AI in 2021 [Электронный ресурс] // McKinsey & Company. – 2021. – URL: https://www.mckinsey.com/capabilities/quantumblack/our-insights/global-survey-the-state-of-ai-in-2021 (дата обращения: 15.05.2025).
32 Балицкая И. ChatGPT: перспективы искусственного интеллекта в логистике [Электронный ресурс] // Trans.INFO. – 2023. – 29 сентября. – URL: https://trans.info/ru/chatgpt-perspektivyi-iskusstvennogo-intellekta-v-logistike-366040 (дата обращения: 29.04.2025)
33 Единый типовой технологический процесс коммерческого осмотра вагонов и поездов на железнодорожных станциях : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 31 декабря 2019 г. № 3116/р ; в ред. распоряжений ОАО «РЖД» от 08.12.2021 № 2762/р, от 09.03.2023 № 521/р.
34 Cognitive Pilot. Cognitive Tram Pilot – система автоматического вождения трамвая [Электронный ресурс] // Cognitive Pilot. – URL: https://cognitivepilot.com/products/cognitive-tram-pilot/ (дата обращения: 11.05.2025).
35 Группа компаний «ВИС». Проекты. – URL: https://vis-group.ru/projects/ (дата обращения: 21.05.2025)
36 Элтекс Солюшенс. Системы управления Eltex [Электронный ресурс] // Eltexsl.ru. – URL: https://eltexsl.ru/products/sistemy-upravleniya/ (дата обращения: 30.04.2025)
37 Ultralytics. YOLOv8 Documentation [Электронный ресурс]. — URL: https://docs.ultralytics.com (дата обращения: 11.05.2025).
38 Yandex.Cloud. Что такое компьютерное зрение и как оно работает [Электронный ресурс]. — URL: https://yandex.cloud/ru/blog/posts/2022/05/computer-vision (дата обращения: 12.05.2025)
39 Bochkovskiy A., Wang C.-Y., Liao H.-Y. M. YOLOv4: Optimal Speed and Accuracy of Object Detection [Электронный ресурс] // arXiv. – 2020. – arXiv:2004.10934. – URL: https://arxiv.org/abs/2004.10934 (дата обращения: 02.05.2025).
40 Shah, A., Kumar, P., & Kim, J. Benchmarking YOLOv8 for Optimal Crack Detection in Civil Infrastructure [Электронный ресурс] // arXiv preprint arXiv:2501.06922. – Режим доступа: https://arxiv.org/abs/2501.06922, свободный. (дата обращения: 07.05.2025).